變壓器的“模擬醫(yī)院”——國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司電科院自主研發(fā)的變壓器典型缺陷模擬真型試驗(yàn)平臺(tái)在該院投入使用，在電力行業(yè)的更新發(fā)展之路上留下了濃墨重彩的一筆，為電力行業(yè)的更新發(fā)展注入了強(qiáng)勁動(dòng)力，也為眾多企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)樹(shù)立了更新典范。

一直以來(lái)，變壓器作為電力系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，其運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)外置傳感器在捕捉變壓器早期缺陷信號(hào)時(shí)面臨諸多難題，故障信號(hào)易受干擾，保護(hù)機(jī)制被動(dòng)滯后，一旦故障發(fā)生，往往難以有效控制。國(guó)網(wǎng)江蘇電力電科院敏銳地捕捉到這一行業(yè)痛點(diǎn)，沒(méi)有在困境中退縮，毅然踏上技術(shù)攻堅(jiān)之路。從23年3月到2024年底，經(jīng)過(guò)不懈努力，成功研發(fā)出變壓器典型缺陷模擬真型試驗(yàn)平臺(tái)，打破了行業(yè)發(fā)展的瓶頸，為變壓器的可靠穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航，這一突破無(wú)疑是對(duì)更新精神的生動(dòng)詮釋。它不僅解決了長(zhǎng)期困擾行業(yè)的技術(shù)難題，更開(kāi)啟了變壓器故障診斷與研究的新篇章。

它集成了眾多先進(jìn)的系統(tǒng)和設(shè)備，包括110千伏油浸式變壓器、局部放電模擬試驗(yàn)系統(tǒng)等多個(gè)部分，內(nèi)置5類(lèi)典型放電模型，能夠精準(zhǔn)模擬變壓器長(zhǎng)期帶電運(yùn)行中可能出現(xiàn)的放電、發(fā)熱等典型缺陷；通過(guò)精準(zhǔn)捕捉故障信號(hào)，結(jié)合先進(jìn)的內(nèi)外置傳感器及監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)故障參量進(jìn)行深度特征分析，為變壓器的設(shè)計(jì)優(yōu)化和故障診斷提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)，極大地提升變壓器運(yùn)行的可靠性和保障性；他們還對(duì)“光學(xué)麥克風(fēng)”這一國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目進(jìn)行性能驗(yàn)證，進(jìn)一步增強(qiáng)在缺陷定位及診斷方面的能力，不斷優(yōu)化完善性能，加速在實(shí)際場(chǎng)景中的示范應(yīng)用和推廣，為電力行業(yè)帶來(lái)全新的技術(shù)變革和發(fā)展契機(jī)。

一、概述（YDQSF6氣體高壓變壓器操作更加簡(jiǎn)便，功能更完備）

YDQ系列高壓試驗(yàn)變壓器是根據(jù)《試驗(yàn)變壓器》標(biāo)準(zhǔn)，在油浸式試驗(yàn)變壓器的基礎(chǔ)上而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的。SF6氣體具有良好的電氣絕緣性能及優(yōu)異的滅弧性能，其耐壓強(qiáng)度為同一壓力下氮?dú)獾?/span>2.5倍，擊穿電壓的空氣的2.5倍。在0.25MPa下與油的擊穿電壓相等，在0.45MPa壓力下是油的擊穿電壓的2倍，是一種優(yōu)于油的新一代超高壓絕緣介質(zhì)材料。該產(chǎn)品技術(shù)要求完全符合《ZBK-41006-89》標(biāo)準(zhǔn)，它是油浸式輕型試驗(yàn)變壓器的換代產(chǎn)品。該產(chǎn)品具有體積小、重量輕、不受氣候變化影響、電暈小、現(xiàn)場(chǎng)搬運(yùn)無(wú)需靜止可使用，使用壽命長(zhǎng)、免維修等特點(diǎn)。適用于電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、科研部門(mén)等對(duì)各種高壓電氣設(shè)備、電氣元件、絕緣材料進(jìn)行工頻或直流高壓下的絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)。

二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（YDQSF6氣體高壓變壓器操作更加簡(jiǎn)便，功能更完備）

YDQ系列高壓試驗(yàn)變壓器采用單框芯式鐵芯結(jié)構(gòu)，初級(jí)繞組繞在鐵芯上，高壓繞組在外，這種同軸布置減少了漏磁通，因而增大了繞組間的耦合。產(chǎn)品的外殼為圓柱灌式容器結(jié)構(gòu)，能耐受0.8MPa以上壓力。其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1：

三、工作原理（YDQSF6氣體高壓變壓器操作更加簡(jiǎn)便，功能更完備）

YDQ系列高壓試驗(yàn)變壓器為單相變壓器，聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)Ⅰ.Ⅰ. 用工頻220V(10kVA以上為380V)電源接入 (為本公司生產(chǎn)的試驗(yàn)變壓器配套專(zhuān)用設(shè)備，詳細(xì)資料請(qǐng)見(jiàn)其具體使用說(shuō)明書(shū))系列操作箱(臺(tái))，經(jīng)操作箱內(nèi)自偶調(diào)壓器(50kVA以上調(diào)壓器外附)調(diào)節(jié)至0～200V(或0～400V)電壓輸出至YDQ試驗(yàn)變壓器的初級(jí)繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在試驗(yàn)變壓器高壓繞組可獲得試驗(yàn)所需的高電壓。

單臺(tái)YDQ系列高壓試驗(yàn)變壓器的工作原理圖見(jiàn)圖2。

單臺(tái)YDQ系列交直流高壓試驗(yàn)變壓器的工作原理圖見(jiàn)圖3，圖中高壓套管中裝有高壓硅堆，串接在高壓回路中作半波整流，以獲得直流高電壓。當(dāng)用一短路桿將高壓硅堆短接時(shí)，可獲得工頻高電壓，作為交流輸出狀態(tài)；取消短路桿時(shí)，作為直流輸出狀態(tài)。

試驗(yàn)變壓器高壓套管中的高壓硅堆未畫(huà)出，其原理與上圖相同。

三臺(tái)試驗(yàn)變壓器串級(jí)獲得更高電壓的接線原理見(jiàn)圖4。串級(jí)高壓試驗(yàn)變壓器有很大的優(yōu)越性，因?yàn)檎麄€(gè)試驗(yàn)裝置由幾臺(tái)單臺(tái)試驗(yàn)變壓器組成，單臺(tái)試驗(yàn)變壓器容量小、電壓低、重量輕，便于運(yùn)輸和安裝。它既然可串接成高出幾倍的單臺(tái)試驗(yàn)變壓器輸出電壓組合使用，又可分開(kāi)成幾套單臺(tái)試驗(yàn)變壓器單獨(dú)使用。整套裝置投資小，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。圖5中，在第1級(jí)和第2級(jí)的每個(gè)單元試驗(yàn)變壓器中都有一個(gè)勵(lì)磁繞組A1、C1和A2、C2。在三臺(tái)串級(jí)試驗(yàn)變壓器基本原理中，低壓電源加在試驗(yàn)變壓器Ⅰ的初級(jí)繞組a1x1上，單臺(tái)試驗(yàn)變壓器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的輸出電壓都是V。勵(lì)磁繞組A1、C1給第2級(jí)試驗(yàn)變壓器Ⅱ的初級(jí)繞組供電；第2級(jí)試驗(yàn)變壓器Ⅱ的勵(lì)磁繞組A2、C2給第三級(jí)試驗(yàn)變壓器Ⅲ的初級(jí)繞組供電。第2級(jí)試驗(yàn)變壓器Ⅱ和第三級(jí)試驗(yàn)變壓器Ⅲ的箱體分別處在對(duì)地為1V和2V的高電位上，所以箱體對(duì)地是絕緣的，試驗(yàn)變壓器Ⅰ的箱體是接地的。這樣第1級(jí)、第2級(jí)、第三級(jí)試驗(yàn)變壓器對(duì)地的額定輸出電壓分別為1V、2V、3V；其額定容量分別為3P、2P、1P。

YDQ系列高壓試驗(yàn)變壓器做被試品的工頻耐壓試驗(yàn)使用接線原理圖見(jiàn)圖5。

圖中：R1—限流電阻       FRC—阻容分壓器     RF—球間隙保護(hù)電阻     G—球間隙          CX—被試品

注：高壓尾必須可靠接地

工頻耐壓試驗(yàn)中限流電阻R1應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)變壓器的額定容量來(lái)選擇。如高壓側(cè)額定輸出電流在100～300mA時(shí)，可取0.5～1Ω/V(試驗(yàn)電壓)；高壓側(cè)額定輸出電流為1A以上時(shí)，可取1Ω/V(試驗(yàn)電壓)。常用水電阻作為限流電阻，管子長(zhǎng)度可按150kV/m考慮，管子粗細(xì)應(yīng)具有足夠的熱容量(水阻液配制方法：用蒸餾水加入適量硫酸銅配制成各種不同的阻值)。

球間隙及保護(hù)電阻：當(dāng)電壓超過(guò)球間隙整定值時(shí)(一般取試驗(yàn)電壓的110%~120%)，球間隙放電，對(duì)被試品起到保護(hù)作用。球間隙保護(hù)電阻可按1Ω/V(試驗(yàn)電壓)選取。

在工頻耐壓試驗(yàn)中，低電壓側(cè)測(cè)量電壓(儀表電壓)不是非常準(zhǔn)確的，其原因是由于試驗(yàn)變壓器存在著漏抗，在這個(gè)漏抗上必然存在著壓降或容升，使試品上的電壓低于或高于低壓側(cè)測(cè)量電壓表上反映出來(lái)的電壓。工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)，被試品上的電壓高于試驗(yàn)變壓器的輸出電壓，也就是所謂容升現(xiàn)象。感應(yīng)耐壓試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)變壓器的漏抗必然存在著壓降。為了準(zhǔn)確測(cè)量被試品上所施加的電壓，因此常在高壓側(cè)接入FRC阻容分壓器來(lái)測(cè)量電壓(見(jiàn)圖5)。

工頻耐壓試驗(yàn)操作注意事項(xiàng)

1）試驗(yàn)人員應(yīng)做好分工，明確相互間聯(lián)系方法。并有專(zhuān)門(mén)人監(jiān)護(hù)現(xiàn)場(chǎng)保障及觀察試品狀態(tài)。

2）被試品應(yīng)先清掃干凈，并優(yōu)良干燥，以免損壞被試品和試驗(yàn)帶來(lái)的誤差。

3）對(duì)于大型試驗(yàn)，一般都應(yīng)先進(jìn)行空升試驗(yàn)。即不接試品時(shí)升壓至試驗(yàn)電壓，校對(duì)各種表計(jì)，調(diào)整球間隙。

4）升壓速度不能太快，并必須防止突然加壓。例如調(diào)壓器不在零位時(shí)突然合閘。也不能突然切斷電源，一般應(yīng)在調(diào)壓器降至零位時(shí)拉閘。

5）當(dāng)電壓升至試驗(yàn)電壓時(shí)，開(kāi)始計(jì)時(shí)，到1min后，迅速降壓到1/3試驗(yàn)電壓以下時(shí)，才能拉開(kāi)電源。

6）在升壓或耐壓試驗(yàn)過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)下列不正常情況時(shí)，應(yīng)立即降壓，切斷電源。停止試驗(yàn)并查明原因：①電壓表指針擺動(dòng)很大；②發(fā)現(xiàn)絕緣燒焦或冒煙；③被試品內(nèi)有不正常的聲音。

7）耐壓試驗(yàn)前后應(yīng)測(cè)量絕緣電阻，檢查絕緣情況。

試驗(yàn)變壓器在做被試品的直流耐壓或泄露試驗(yàn)時(shí)接線原理圖如圖6。

注：此試驗(yàn)應(yīng)先抽出短路桿“D”，圖6中所示。

圖中：VD—高壓硅堆     R1—限流電阻      C1—高壓濾波電容    FRC—阻容分壓器     CX—被試品    μA—帶保護(hù)微安表

泄露試驗(yàn)中限流電阻R1選擇在額定輸出電壓時(shí)，輸出端短路電流不超過(guò)高壓硅堆的*大整流。如電壓硅堆的*大整流電流為100mA時(shí)用于60kV的試驗(yàn)裝置中，限流電阻按R1=60/0.1=600kΩ選擇。限流電阻還應(yīng)具有足夠的容量和沿面放電距離。

高壓濾波電容C1一般選擇在0.01~0.1μF，當(dāng)被試品的電容量很大時(shí)，C1可省略不用。

泄露試驗(yàn)的操作及注意事項(xiàng)

1）試驗(yàn)前應(yīng)先檢查被試品是否停電，接地放電，一切對(duì)外連線是否擦干凈。要嚴(yán)防將試驗(yàn)電壓加到有人工作的部位上去。

2）接好試驗(yàn)裝置的接線后，應(yīng)復(fù)查無(wú)誤后才可加壓。應(yīng)特別注意檢查高壓設(shè)備及引線與地、與操作人員的可靠距離，被試品的外殼是否可靠接地，要按規(guī)程中所規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行試驗(yàn)。

3）對(duì)于大電容量設(shè)備應(yīng)緩慢升壓，防止被試品的充電電流燒壞微安表。必要時(shí)應(yīng)分級(jí)加壓，分別讀取各級(jí)電壓下微安表的穩(wěn)定讀數(shù)。

4）試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)密切監(jiān)視被試品、試驗(yàn)裝置、微安表，一旦發(fā)生擊穿、閃爍等異?，F(xiàn)象應(yīng)立即降壓，切斷電源，并查明原因，詳細(xì)記錄。

5）試驗(yàn)完畢，降壓，切斷電源后應(yīng)將被試品及試驗(yàn)裝置本身充分放電。

不久前，三峽集團(tuán)所屬三峽建工浙江天臺(tái)抽水蓄能有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“天臺(tái)抽蓄公司”）搬了一次家，把天臺(tái)縣城的臨時(shí)辦公點(diǎn)搬到了毗鄰電站現(xiàn)場(chǎng)的坦頭鎮(zhèn)新?tīng)I(yíng)地。

長(zhǎng)久營(yíng)地與電站主體工程同步建設(shè)，有利于保障生產(chǎn)生活，這是三峽集團(tuán)水電建設(shè)者的慣常做法。

浙江天臺(tái)抽水蓄能電站（簡(jiǎn)稱(chēng)“天臺(tái)抽蓄電站”）是國(guó)家“十四五”重點(diǎn)實(shí)施項(xiàng)目、浙江省“十四五”期間規(guī)劃的重大建設(shè)項(xiàng)目，也是三峽建工“十四五”期間開(kāi)工建設(shè)的第1個(gè)抽蓄項(xiàng)目。天臺(tái)抽蓄電站是國(guó)內(nèi)單機(jī)容量很大的抽水蓄能電站，計(jì)劃于2025年底實(shí)現(xiàn)第1臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)目標(biāo)，有望成為第1個(gè)在一個(gè)“五年計(jì)劃”內(nèi)完成核準(zhǔn)、發(fā)電的抽蓄項(xiàng)目。

天臺(tái)抽蓄電站位于天臺(tái)縣境內(nèi)，項(xiàng)目主要由上水庫(kù)、下水庫(kù)、輸水系統(tǒng)、地下廠房和開(kāi)關(guān)站等組成。電站單機(jī)容量42.5萬(wàn)千瓦，位居國(guó)內(nèi)之首；額定水頭724米、上下引水斜井長(zhǎng)度483.4米，均為國(guó)內(nèi)在建工程前列；攻克了1000兆帕級(jí)水電用高強(qiáng)鋼核心技術(shù)。

2025年，天臺(tái)抽蓄電站將迎來(lái)首臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電的一系列關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)——3月份下水庫(kù)蓄水，6月份上水庫(kù)蓄水，10月份首臺(tái)機(jī)組開(kāi)始有水調(diào)試，12月首臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)。

從位于坦頭鎮(zhèn)的營(yíng)地出發(fā)，10分鐘就來(lái)到電站建設(shè)工地。放眼望去，上下水庫(kù)施工現(xiàn)場(chǎng)車(chē)輛穿行，一派忙碌景象；壓力鋼管廠機(jī)器轟鳴，六七個(gè)部位焊花飛濺，寬大的鋼板在卷板機(jī)下移動(dòng)；道路邊，施工車(chē)輛正在噴射植被混凝土，對(duì)巖石邊坡進(jìn)行防護(hù)和綠化。

現(xiàn)場(chǎng)工程師介紹，截至2024年12月底，庫(kù)盆開(kāi)挖工程已經(jīng)完成，上下水庫(kù)大壩已經(jīng)填筑到頂，上水庫(kù)主壩和副壩正在緊鑼密鼓的施工，下水庫(kù)大壩面板防滲止水施工如火如荼，朝著今年3月下水庫(kù)蓄水目標(biāo)沖刺。

地下廠房的隧洞里，燈光明亮，管網(wǎng)整潔。記者走進(jìn)地下廠房，只見(jiàn)鋼筋綁扎和廠房裝修施工并行進(jìn)行，首臺(tái)機(jī)組定子線棒正在下線施工，備倉(cāng)、澆筑、裝修、下線等作業(yè)面現(xiàn)場(chǎng)干得熱火朝天。

“天臺(tái)抽蓄電站已經(jīng)進(jìn)入投產(chǎn)沖刺階段，我們正在圍繞蓄水、充排水、倒送電、專(zhuān)項(xiàng)驗(yàn)收和首臺(tái)機(jī)組調(diào)試開(kāi)展各項(xiàng)工作，確保年底投產(chǎn)目標(biāo)不動(dòng)搖。”天臺(tái)抽蓄公司工程管理部主任楊葛說(shuō)，今年春節(jié)期間，上下水庫(kù)、廠房裝修和機(jī)電設(shè)備安裝、引水系統(tǒng)等均保持連續(xù)施工，以決戰(zhàn)之勢(shì)全力沖刺2025年“收官之戰(zhàn)”。

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